作者: LCTT
2017-11-18 09:49:53
在你的下一个树莓派项目上安装和配置流行的开源数据库 Postgres 并去使用它。
保存你的项目或应用程序持续增加的数据，数据库是一种很好的方式。你可以在一个会话中将数据写入到数据库，且在下次你需要查找的时候找到它。
一个设计良好的数据库可以做到在巨大的数据集中高效地找到数据，只要告诉它你想去找什么，而不用去考虑它是如何查找的。为一个基本的 CRUD （创建、记录、更新、删除）应用程序安装一个数据库是非常简单的， 它是一个很通用的模式，并且也适用于很多项目。
为什么 PostgreSQL 一般被为 Postgres？ 它被认为是功能和性能最好的开源数据库。如果你使用过 MySQL，它们是很相似的。但是，如果你希望使用它更高级的功能，你会发现优化 Postgres 是比较容易的。它便于安装、容易使用、方便安全， 而且在树莓派 3 上运行的非常好。
本教程介绍了怎么在一个树莓派上去安装 Postgres；创建一个表；写简单查询；在树莓派、PC，或者 Mac 上使用 pgAdmin 图形用户界面；从 Python 中与数据库交互。
掌握了这些基础知识后，你可以让你的应用程序使用复合查询连接多个表。
那个时候你需要考虑的是，怎么去使用主键或外键优化及最佳实践等等。
安装
一开始，你将需要去安装 Postgres 和一些其它的包。打开一个终端窗口并连接到因特网，然后运行以下命令：
sudo apt install postgresql libpq-dev postgresql-client
postgresql-client-common -y
当安装完成后，切换到 Postgres 用户去配置数据库：
sudo su postgres
现在，你可以创建一个数据库用户。如果你创建了一个与你的Unix用户帐户相同名字的用户，那个用户将被自动授权访问该数据库。因此在本教程中，为简单起见，我们将假设你使用了默认用户 pi 。运行 createuser 命令以继续：
createuser pi -P --interactive
当得到提示时，输入一个密码 （并记住它）， 选择 n 使它成为一个非超级用户，接下来两个问题选择 y（译注：分别允许创建数据库和其它用户）。
现在，使用 Postgres shell 连接到 Postgres 去创建一个测试数据库：
$ psql
> create database test;
按下 Ctrl+D 两次从 psql shell 和 postgres 用户中退出，再次以 pi 用户登入。你创建了一个名为 pi 的 Postgres 用户后，你可以从这里无需登录凭据即可访问 Postgres shell：
$ psql test
你现在已经连接到 "test" 数据库。这个数据库当前是空的，不包含任何表。你可以在psql shell里创建一个简单的表：
test=> create table people (name text, company text);
现在你可插入数据到表中：
test=> insert into people values ('Ben Nuttall', 'Raspberry Pi Foundation');
test=> insert into people values ('Rikki Endsley', 'Red Hat');
然后尝试进行查询：
pgAdmin
如果希望使用一个图形工具去访问数据库，你可以使用它。 PgAdmin 是一个全功能的 PostgreSQL GUI，它允许你去创建和管理数据库和用户、创建和修改表、执行查询，和如同在电子表格一样熟悉的视图中浏览结果。psql 命令行工具可以很好地进行简单查询，并且你会发现很多高级用户一直在使用它，因为它的执行速度很快 （并且因为他们不需要借助 GUI），但是，一般用户学习和操作数据库，使用 pgAdmin 是一个更适合的方式。
关于 pgAdmin 可以做的其它事情：你可以用它在树莓派上直接连接数据库，或者用它在其它的电脑上远程连接到树莓派上的数据库。
如果你想去访问树莓派，你可以用 apt 去安装它：
sudo apt install pgadmin3
它是和基于 Debian 的系统如 Ubuntu 是完全相同的；如果你在其它发行版上安装，尝试与你的系统相关的等价的命令。 或者，如果你在 Windows 或 macOS 上，尝试从 pgAdmin.org 上下载 pgAdmin。注意，在 apt 上的可用版本是 pgAdmin3，而最新的版本 pgAdmin4，在其网站上可以找到。
在同一台树莓派上使用 pgAdmin 连接到你的数据库，从主菜单上简单地打开 pgAdmin3 ，点击 new connection 图标，然后完成注册，这时，你将需要一个名字（连接名，比如 test），改变用户为 “pi”，然后剩下的输入框留空 (或者如它们原本不动）。点击 OK，然后你在左侧的侧面版中将发现一个新的连接。
要从另外一台电脑上使用 pgAdmin 连接到你的树莓派数据库上，你首先需要编辑PostgreSQL配置允许远程连接：
1、编辑 PostgreSQL 配置文件 /etc/postgresql/9.6/main/postgresql.conf ，取消listen_addresses行的注释，并把它的值从 localhost 改变成 *。然后保存并退出。
2、编辑 pg_hba 配置文件 /etc/postgresql/9.6/main/postgresql.conf，将 127.0.0.1/32 改变成 0.0.0.0/0 （对于IPv4）和将 ::1/128 改变成 ::/0 （对于 IPv6）。然后保存并退出。
3、重启 PostgreSQL 服务： sudo service postgresql restart。
注意，如果你使用一个旧的 Raspbian 镜像或其它发行版，版本号可能不一样。
做完这些之后，在其它的电脑上打开 pgAdmin 并创建一个新的连接。这时，需要提供一个连接名，输入树莓派的 IP 地址作为主机（这可以在任务栏的 WiFi 图标上悬停鼠标找到，或者在一个终端中输入 hostname -I 找到）。
不论你连接的是本地的还是远程的数据库，点击打开Server Groups>Servers>test >Schemas>public>Tables，右键单击people表，然后选择View Data>View top 100 Rows。你现在将看到你前面输入的数据。
你现在可以创建和修改数据库和表、管理用户，和使用 GUI 去写你自己的查询了。你可能会发现这种可视化方法比命令行更易于管理。
Python
要从一个 Python 脚本连接到你的数据库，你将需要 Psycopg2 这个 Python 包。你可以用 pip 来安装它：
sudo pip3 install psycopg2
现在打开一个 Python 编辑器写一些代码连接到你的数据库：
import psycopg2
conn = psycopg2.connect('dbname=test')
cur = conn.cursor()
cur.execute('select * from people')
results = cur.fetchall()
for result in results:
print(result)
运行这个代码去看查询结果。注意，如果你连接的是远程数据库，在连接字符串中你将需要提供更多的凭据，比如，增加主机 IP、用户名，和数据库密码：
conn = psycopg2.connect('host=192.168.86.31 user=pi
password=raspberry dbname=test')
你甚至可以创建一个函数去运行特定的查询：
def get_all_people():
query = """
SELECT
*
FROM
people
"""
cur.execute(query)
return cur.fetchall()
和一个包含参数的查询：
def get_people_by_company(company):
query = """
SELECT
*
FROM
people
WHERE
company = %s
"""
values = (company, )
cur.execute(query, values)
return cur.fetchall()
或者甚至是一个增加记录的函数：
def add_person(name, company):
query = """
INSERT INTO
people
VALUES
(%s, %s)
"""
values = (name, company)
cur.execute(query, values)
注意，这里使用了一个注入字符串到查询中的安全的方法。
现在你知道了这些基础知识，如果你想去进一步掌握 Postgres，查看在 Full Stack Python 上的文章（https://www.fullstackpython.com/postgresql.html）。